瞻博網絡執行副總裁談QFabric內幕
瞻博網絡執行副總裁兼無數據中心業務部門總經理R.K.阿南德(R.K.Anand)在1996年是這個創業企業的第12名員工。加入瞻博網絡之前他曾是Sun微系統公司的處理器設計師。幾年后，阿南德離開了瞻博網絡并且在很短的時間里創建了另一個創業企業。但是，他后來又回到了瞻博網絡并且幫助最終完成和推出瞻博網絡的QFabric產品。美國《網絡世界》總編約翰·迪克斯(John Dix)最近在加州桑尼維爾的瞻博網絡公司總部采訪了阿南德，深入討論了瞻博網絡對高端數據中心需求做出的回應。以下是采訪全文。
問：為什么這個世界需要QFabric?
答：如果你回到4年或4年半以前，那時正在出現一些大趨勢。數據中心當時正在整合。網絡正好足以推動向云發展。也就是說，企業會說“我的帶寬非常充足。我有合理的延遲。我有多樣性的路徑。因此，我可以分開我的計算元素和存儲元素”。
但是，日益明顯的事情是由于采用了分層次的模式，數據中心將面臨升級的挑戰。這些層次有兩個層面。一個是交換機模型的層次結構，擁有接入、聚合和核心交換。另一個層面是工作層，包括網絡層、應用層和數據庫層。所有這一切代表了一個需要真正的任意互連(any-to-any)解決方案的大規模的網絡問題。
因此，我們觀察了這個問題并且說，人們如何如何解決這個問題?我們認識到，我們不能像交換機技術在過去的25年中做的那樣來解決這個問題。當你建立一個標準的交換的時候，你就達到了極限。如果你有一臺半個機架的設備，你只能為其提供這樣多的電源，你只能為其提供那樣多的冷卻，你只能使用那么多平方英寸的地方用于連接。
那種做法要求我們考慮使用這個單個的半個機架的交換機并且充分利用它，也就是說打破這臺機器的物理金屬框架的束縛。當你打破這些束縛的時候，你會看到半個機架的交換機基本上是一套與結構連接的線卡。這些結構允許有固定延遲的任意互連的端口連接，并且這臺設備在以它的規模工作。如果你打破那個金屬的束縛，打造一個結構技術，以更有伸縮性的方式連接這些線卡，那么，你就解決了這個問題。
不過，讓我們后退一步。有許多制造交換機的方法。但是，一般來說，交換機在前面有線卡，在背面有水平結構卡。結構卡一般不相互連接，因此，數據包進入輸入端口，然后，線卡中的數據包轉發引擎把這些數據包傳送到整個結構，接下來再把這些數據包從輸出端口發出。
一個基座系統中的典型的線卡是一個豐富的組件。它做許多處理工作和繁重的工作以及緩存和查詢工作。而核心結構是一個簡單的組件。它做很少的處理工作。它的任務是獲取和轉移數據。因此，我們要應用所有的線卡，把它們拿出來并且放在機架交換機的頂部，也就是一臺1U、48個10G端口的交換機(我們最終將看到40G和100G的交換機)。
由于線卡與結構對話，結構卡相互之間沒有聯系，我們還要把結構卡放在不同的機箱中。我們把這種機箱稱作互連機箱。你可以連接機架交換機頂部的128個結構卡。我們稱之為節點。這里有4個冗余的相互連接，意味著我們能夠最多支持6144個10G端口。
現在，這里還有一個電源部分。一般來說，完成全部以太網數據包處理任務的前面的線卡是耗電量最多的。位于核心的芯片做很少的工作，這意味著電源問題實際上是在邊緣。正是電源問題在年復一年地增加。隨著你使用1G端口、10G端口、40G端口或者100G端口，耗電量便從5000瓦、1萬瓦、1.5萬瓦一直增加到1.8萬瓦。
通過把工作分配到每個機架的頂部，而不是使用***一排交換機，你在分配電源。這是一個漂亮的故事。機架交換機頂部只有350瓦，正好在服務器的范圍內，對嗎?因此，這意味著我能夠使用4萬瓦電源相互連接全部6144個10G端口的數據中心。
在這個三層交換模式中，以太網處理是在接入層、聚合層和核心層等每一個層次上完成的。每一臺設備都在工作，占據位置和消耗電源。
問：是什么讓你說每一個端口相距僅是一個跳點的距離?
答：這要回到我關于分層數據中心的觀點。分層數據中心就是創建人力資源倉、財務倉、銷售倉，然后你建立Web倉、應用倉和數據庫倉。現在，使用QFabric，你突然解除了這些束縛。因為在這個故事中有一個相等的性質：這些端口之中的任何一個端口之間的距離都是相等的。任何一個端口都可以設置為2層或者3層端口，使它成為任何一層網絡的成員。因此，你突然之間不再受你的數據所在的應用程序、服務器或者虛擬機的限制。
當你啟用一個虛擬機的時候，你要做的事情就是詢問“臺服務器有容量嗎?”，不用擔心它需要的是一個人力資源倉或者一個IT倉或者財務倉。當你說你是這個組(這個虛擬局域網)的一個成員的時候，你可以訪問隨后的存儲。因此，突然之間，任何端口都可以在5微妙之內大規模連接到任何其它端口。因此，這意味著你在云和數據中心中需要的大多數應用程序都將很好地工作。
考慮一下云提供商的環境，在這個環境中，你不知道這一分鐘與下一分鐘有什么區別，因為你不知道有多少人打電話并且申請10個以上的虛擬機或者增加TB容量的存儲。這是一個不斷變化的狀態。在這些情況下，你需要一個豐富的和靈活的連接模式，你要讓端口適合各種應用。這是我們使用QFabric的方法。建設這個環境需要拋棄舊思路，有一個明確的觀點。#p#
問：如何配置端口?
當你有一個分層次的網絡的時候，每一臺設備都需要操作人員登錄設備和進行設置。每一次修改狀態的時候，都會出現一臺新的服務器，一個新的虛擬機，并且狀態的這些改變要求你回去設置這些設備中的每一臺設備。使用QFabric，你可以在一個地方設置一切。你到目前為止還沒有明確說明管理和運營的好處，只是想到這個事實：有一天，整個數據中心只要一兩個人就可以管理。
因此，我現在有一個管理點，我說：“嗨，你是一個FCoE端口。嗨，你是一個10G以太網端口。嗨，你是光纖通道端口。在你們這些端點，我僅配置2層網絡設備。”你需要所有這些靈活性。
問：QFabric僅適用于特大型機構嗎?
答：我們總的觀點是數據中心必須從三層減少到二層，然后減少到一層。這樣，我們的***個發明就將從三層減少到二層，取消這個等式中的一些設備，使數據中心更簡單。我們在2008年推出的EX產品線做了這個事情。這個產品線使我們能夠把許多接入設備連接在一起，僅使用一個核心的設備，減少了所需設備的數量。
因此，這個技術創新過程隨后要使用QFabric把網絡從二層減少到一層。我們知道，有些數據中心不需要那樣大的規模，因此，我們需要很好地劃分界限。我們認為，二層數據中心將為你提供大約500至600個10G端口。然后，當你超過這個界限的時候，QFabric允許你升級到更多的數量。
我們的***個產品是在去年9月開始出貨的QFabric。盡管我們的***個產品允許客戶連接6144個10G端口，但是，我們認為，我們還有機會減少或者增加端口。我們的技術最終將使我們能夠增加數萬個端口。
問：有哪些客戶購買?
答：當你用三年半至四年時間做這樣一個項目的時候，你要用許多時間證明這個想法是合理的，你要向客戶灌輸這個想法，解釋它的工作原理。這樣，你將不斷地調整和微調產品并且得到客戶的反饋意見。
但是，有時候，客戶說，“這個幻燈片很好，我可以接觸和感受這個產品嗎?”我可以告訴他們，因為我們在全球各地的概念證明實驗室中有這些產品。當客戶來觀看一個單一的管理點以及整個系統如何看起來像一臺交換機的時候，這些實驗室在每一種情況下都能滿足客戶的要求。
問：你們有多少客戶?
答：貝爾加拿大和CODONiS是目前使用QFabri的兩個公開的客戶。此外，我可以告訴你，我們與客戶的所有的交流都是積極的，因為客戶贊揚這個架構很精美，客戶贊揚節省電源和空間的價值定位，此外，還有長期的運營開支的好處。你知道，這個范例的轉變需要客戶愿意，因為這個問題是很明顯的：當你的服務器核心增加到1000個、2000個、5000個的時候，你知道，你不能以同樣的方式不斷地建造網絡，你不能對它使用TRILL(多鏈接透明互聯)協議并且使它的分層次的交換結構看起來相同。你還將在每一個層次上做以太網處理，因此，你仍然沒有解決電源、空間和其它問題。
問：思科的裝機數量使其用戶很難采取同樣的方法。
答：你說到了要點。如果這是一個200億美元的網絡業務并且這個目標是減少端口，你基本上已經消滅了聚合和核心交換機業務。誰愿意跳過這個鴻溝?
問：另一家大談結構的公司是博科。你對他們的方法有什么看法?
答：當我觀察這個競爭的時候，我認為，他們的基本方法仍然是相同的。這個方法就是把許多交換機在一個分層次的結構中組合在一起。然后，你說，為什么我們不能運行一個Fabric Path或者Trill協議，或者使它看起來像一個結構的東西。沒有人從頭開始進行設計。但是，那還沒有從根本上解決這個問題。
第二，我認為，他們解決了二層問題。但是，他們沒有大規模地解決二層和三層的問題。我認為，二層和三層在數據中心共存是非常重要的，因為那是你如何分區和分配資源的問題以及多租戶等所有這些問題。
你知道，結構是一個極好的詞匯。我們都依賴它。但是，人們必須后退一步并且問“誰真正建立了一個結構?”一個結構必須有某種屬性，對嗎?你必須要問，它是做任意互連的嗎?有一個單一管理點嗎?它有彈性嗎?它能在2層和3層大規模工作嗎?你需要問所有這些問題。
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